扶賽學(xué) 彭澤縣水利局 江西省九江市彭澤縣 332700

周華 廬山市水利局 江西省九江市廬山市 332800

王嘉龍 江西武大揚(yáng)帆科技有限公司 南昌市 330029

0 概述

水文信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用以業(yè)務(wù)流程為核心，業(yè)務(wù)協(xié)同為目標(biāo)，對(duì)水文各類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)流程和協(xié)同關(guān)系的組合，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)間的通信與整合，實(shí)現(xiàn)水文信息化各個(gè)系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)集成、共享和交換，貫穿水文所有業(yè)務(wù)內(nèi)容。江西河流眾多，特別是鄱陽(yáng)湖尾閭區(qū)域水系復(fù)雜。隨著中小河流項(xiàng)目陸續(xù)建成，各流域的水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)也在成倍增多，加上水文業(yè)務(wù)應(yīng)用在各行業(yè)的服務(wù)應(yīng)用不斷深入，一些行業(yè)自建水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)也在逐年增加，水文站網(wǎng)基數(shù)越來(lái)越大，由此帶來(lái)的站點(diǎn)信息、河流信息及水利工程項(xiàng)目資料成倍增長(zhǎng)，相關(guān)信息無(wú)法直觀呈現(xiàn)[1]。因此，水文站網(wǎng)管理一體化、標(biāo)準(zhǔn)化和信息化迫在眉睫，從而便捷實(shí)時(shí)掌握站網(wǎng)各類(lèi)動(dòng)態(tài)信息。

水文站管理系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)水文站進(jìn)行分級(jí)管理，使得省級(jí)水文局與各水文分局或水情分中心能對(duì)水文站進(jìn)行分級(jí)管理，實(shí)現(xiàn)水文站點(diǎn)信息的可視化及數(shù)字化管理。使得作為水文站網(wǎng)的重要應(yīng)用系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)水文信息共享，保證站點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)信息及時(shí)有效的發(fā)布，同時(shí)，還具有水文應(yīng)急測(cè)報(bào)信息的服務(wù)功能。對(duì)優(yōu)化水文站網(wǎng)布點(diǎn)設(shè)點(diǎn)、提高水文站網(wǎng)現(xiàn)代化管理水平提供全面的支持。特別是在發(fā)生突發(fā)性公共水事件時(shí)，為應(yīng)急救援迅速、有效地提供出事水域所在地的江河流域水文實(shí)時(shí)的測(cè)報(bào)服務(wù)，為搶險(xiǎn)救援提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

1.1 設(shè)計(jì)思路

從水文行業(yè)信息化的視角出發(fā)，以數(shù)據(jù)安全為保障、以服務(wù)需求為導(dǎo)向、以技術(shù)創(chuàng)新為抓手和以專業(yè)應(yīng)用為核心，把水文業(yè)務(wù)與新信息技術(shù)進(jìn)行深度融合[2]，深化水文信息資源整合與共享，堅(jiān)持水文業(yè)務(wù)應(yīng)用協(xié)同發(fā)展，借鑒目前國(guó)際國(guó)內(nèi)同類(lèi)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等高新信息化技術(shù)，高起點(diǎn)搭建項(xiàng)目總體框架，對(duì)智慧化物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、云平臺(tái)及會(huì)商指揮中心、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、智慧水文綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)安全體系等方面進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，加強(qiáng)水文信息化建設(shè)的統(tǒng)一規(guī)劃和科學(xué)管理，確保智慧水文建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)范建設(shè)和安全運(yùn)行。智慧水文建設(shè)必須有實(shí)用、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、安全為主線，同時(shí)要具有前瞻性和可擴(kuò)展性。

1.2 總體框架

緊跟新一代信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合水文信息化發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)，在頂層提供解決方法，為水文信息化發(fā)展應(yīng)用、資源分配提出科學(xué)合理的布局[3]。智慧水文的總體架構(gòu)由基礎(chǔ)設(shè)施、信息資源、技術(shù)管理體系與標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)規(guī)范、應(yīng)用支撐、網(wǎng)絡(luò)與信息安全保障運(yùn)維體系、業(yè)務(wù)應(yīng)用六個(gè)部分組成。

1.2.1 基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層：由智慧水文感知系統(tǒng)、系統(tǒng)平臺(tái)硬件等組成。

（1）智慧化物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)

智能監(jiān)測(cè)硬件與軟件融合度高面成的智慧化物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)，其物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)硬件安裝在水文信息系統(tǒng)的末端，也就是信息數(shù)據(jù)的采集端和管理決策的執(zhí)行端，是水文信息系統(tǒng)與水文監(jiān)測(cè)實(shí)體的連接紐帶，不同于其它系統(tǒng)的應(yīng)用與運(yùn)行維護(hù)，是獲取水文信息數(shù)據(jù)的主要來(lái)源。

（2）系統(tǒng)平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施

系統(tǒng)平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施主要包括存儲(chǔ)資源、計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)資源等，是實(shí)現(xiàn)水文信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化存儲(chǔ)的基礎(chǔ)設(shè)施。

1.2.2 數(shù)據(jù)資源

數(shù)據(jù)資源是實(shí)現(xiàn)水文業(yè)務(wù)支撐服務(wù)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)需要對(duì)水文數(shù)據(jù)資源進(jìn)行分類(lèi)，以便于對(duì)水文數(shù)據(jù)資源實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的存儲(chǔ)、調(diào)用、共享交換，同時(shí)方便對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行管理更新，實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)功能，并針對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)，預(yù)留與行業(yè)外部的互連互通接口[4]。使數(shù)據(jù)資源真正發(fā)揮對(duì)水文綜合業(yè)務(wù)的支撐作用。

1.2.3 智慧水文綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)

由業(yè)務(wù)應(yīng)用組件庫(kù)、業(yè)務(wù)功能單元、統(tǒng)一門(mén)戶組成，實(shí)現(xiàn)基于統(tǒng)一門(mén)戶的信息發(fā)布與用戶訪問(wèn)控制。業(yè)務(wù)應(yīng)用依托水文云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)功能個(gè)性化、資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同。

1.2.4 網(wǎng)絡(luò)與信息安全保障運(yùn)維體系

由網(wǎng)絡(luò)安全、信息化安全等要素構(gòu)成。是支撐水文信息化的基本保障。

1.2.5 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)規(guī)范與管理體系

（3）龍頭企業(yè)少、小、弱，帶動(dòng)作用不明顯。龍頭企業(yè)決定畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)的水平和層次，昌寧縣目前的龍頭企業(yè)，均以養(yǎng)殖基地建設(shè)為主，缺乏畜產(chǎn)品精深加工，畜產(chǎn)品多以活畜的形式銷(xiāo)售，產(chǎn)業(yè)鏈短，縣域市場(chǎng)對(duì)外依附性強(qiáng)，農(nóng)戶的養(yǎng)殖利益難以得到保障。

由信息化標(biāo)準(zhǔn)體系、數(shù)據(jù)規(guī)范和信息化管理制度構(gòu)成。是支撐水文信息化應(yīng)用的基本保障。

2 業(yè)務(wù)框架

智慧水文站網(wǎng)管理系統(tǒng)主要包括：水文信息數(shù)據(jù)智能采集設(shè)施、信息數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)和查詢、水文站點(diǎn)的圖片收集和查詢、水文站點(diǎn)分布與分類(lèi)統(tǒng)計(jì)、水文站點(diǎn)的儀器設(shè)備查詢、應(yīng)急測(cè)報(bào)等各類(lèi)綜合信息查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表及資料的導(dǎo)出和打印等功能。水文站網(wǎng)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

2.1 綜合查詢

智慧水文站網(wǎng)管理系統(tǒng)提供了下列功能：夠按照站點(diǎn)名稱、站點(diǎn)所在地、站點(diǎn)編號(hào)、站點(diǎn)級(jí)別、測(cè)站類(lèi)型、所屬水系、屬地、所屬項(xiàng)目、狀態(tài)信息、所屬的管理部門(mén)、建站時(shí)間等條件，結(jié)合電子地圖的強(qiáng)大功能，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)站網(wǎng)信息的綜合查詢、統(tǒng)計(jì)、展示等功能[5]。

2.2 站點(diǎn)運(yùn)維

實(shí)現(xiàn)水文測(cè)站設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)控功能。依靠站點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)質(zhì)量結(jié)果和巡查人員填報(bào)的維修數(shù)據(jù)，對(duì)水文測(cè)站點(diǎn)設(shè)備情況進(jìn)行分析和監(jiān)控，保證每個(gè)站點(diǎn)運(yùn)行正常和穩(wěn)定的發(fā)揮作用。如果水文測(cè)站設(shè)施設(shè)備出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)在第一時(shí)間把相關(guān)消息推送給相應(yīng)的負(fù)責(zé)人。

2.3 站網(wǎng)信息查詢

系統(tǒng)提供水文站網(wǎng)信息的統(tǒng)計(jì)功能。可以統(tǒng)計(jì)各水文站網(wǎng)的設(shè)備情況，以及水位、流量、雨量、蒸發(fā)、墑情等信息和各站點(diǎn)的數(shù)量、分布情況，為各類(lèi)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

（1）站點(diǎn)位置信息：對(duì)各遙測(cè)站點(diǎn)的站號(hào)、站名、行政區(qū)劃、經(jīng)緯度坐標(biāo)等進(jìn)行登記管理。

（2）儀器檔案信息：對(duì)各遙測(cè)站點(diǎn)站號(hào)、站點(diǎn)類(lèi)型、所使用的儀器設(shè)備的型號(hào)、生產(chǎn)廠家等信息進(jìn)行管理。

（3）站點(diǎn)識(shí)別信息：對(duì)去往各遙測(cè)站點(diǎn)的道路示意圖、現(xiàn)場(chǎng)位置圖標(biāo)及測(cè)站照片等有關(guān)信息進(jìn)行管理，為維修人員去往現(xiàn)場(chǎng)、快速找到站點(diǎn)提供方便。

2.4 站網(wǎng)信息打印

系統(tǒng)的打印功能可以為工作人員提供查詢結(jié)果的打印輸出，可通過(guò)外接打印機(jī)，直接打印查詢的結(jié)果。

2.5 站網(wǎng)信息維護(hù)

系統(tǒng)采集了水文測(cè)站設(shè)備的出廠信息、設(shè)備安裝的周?chē)h(huán)境信息、設(shè)備所屬的管理部門(mén)、設(shè)備安裝的具體時(shí)間以及設(shè)備的檢測(cè)時(shí)間等站網(wǎng)設(shè)施的基礎(chǔ)信息，授權(quán)用戶可對(duì)這些設(shè)施的信息進(jìn)行錄入、修改。同時(shí)系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)加密等安全約束機(jī)制，對(duì)授權(quán)用戶的權(quán)限進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保數(shù)據(jù)的安全可靠。

2.6 水文測(cè)站運(yùn)行維護(hù)管理

系統(tǒng)提供水文站網(wǎng)相關(guān)信息的發(fā)布、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)、查詢結(jié)果打印和系統(tǒng)維護(hù)功能。包括：測(cè)站名稱信息、測(cè)站所在地坐標(biāo)、測(cè)站的統(tǒng)一編碼、測(cè)站類(lèi)型信息、站點(diǎn)設(shè)施的信息、設(shè)備所屬的管理部門(mén)、站點(diǎn)設(shè)備安裝時(shí)間等信息的查詢和統(tǒng)計(jì)，并能為用戶提供報(bào)表形式打印結(jié)果[6]。水文測(cè)站管理系統(tǒng)依托地理信息基礎(chǔ)平臺(tái)，可以采用圖形的展示方式，把業(yè)務(wù)應(yīng)用的各類(lèi)分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果以數(shù)字和圖形的方式展示給用戶，實(shí)現(xiàn)為用戶提供直觀、易懂的水文信息服務(wù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、智能感知、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、智慧應(yīng)用等高新技術(shù)手段，進(jìn)行水文信息化體系架構(gòu)優(yōu)化重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)整合與共享水文信息資源的目標(biāo)，達(dá)到水文業(yè)務(wù)與信息技術(shù)的深度融合，從而建立完善的水文信息化基礎(chǔ)設(shè)施體系，達(dá)到智能協(xié)同、有序共享水文信息、信息安全可靠安全的要求。為構(gòu)建水文信息化新格局，打造智慧水文新模式，全面提升水文信息化水平提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。